近日,云廬科技受邀參與編寫國家能源局行業標準《陸上風電場工程安全監測實施技術規范》。該標準由國家能源局科技司歸口管理,重慶大學周緒紅院士團隊、中國電建集團重慶工程有限公司總工程師王松團隊牽頭主編,中國電建集團、中國長江三峽集團、中國能源建設集團、中國國電集團、清華大學、同濟大學等多家單位及部門參編。作為CAE領域的佼佼者,云廬科技此次“跨界”受邀源于多年來將CAE應用于風電領域的努力和效力。

發揮示范帶動作用,突出保安全、兜底限的定位

《關于加快能源領域新型標準體系建設的指導意見》指出,應“堅持積極穩妥,樹立能源標準體系權威”,在風電等新興能源領域,率先推進新型標準體系建設,發揮示范帶動作用。保安全、兜底限是能源標準體系層級結構中的基礎定位。

以CAE+AI為核心的數字孿生技術助力標準的先進性、科學性

《陸上風電場工程安全監測實施技術規范》屬于工程建設類標準,包含了對陸上風電塔筒、塔架結構、陸上風電基礎結構施工過程中的安全及耐久性監測技術的實施與驗收。云廬科技率先將CAE+AI為核心的數字孿生技術用于風電場工程安全監測,多年來積累的技術經驗和工程經驗,為標準制定的先進性、科學性提供了豐富的素材。

CAE是云廬科技的核心技術。自主研發的結構、流體、電磁、傳質傳熱等物理場及其相互耦合仿真,能實現多場(10+)、多域、多尺度的超大規模數值模擬。即將發布的通用數仿真云平臺“云朏”是云廬科技多年來耕耘CAE技術的結晶。除有限元(FEM)之外,“云朏”還集成DEM、FVM、LBM、SPH等多種方法,具備獨有的邊界、本構和單元。“云朏”平臺能對風電場基礎、塔筒、塔架進行整體分析合理的簡化,減少不必要的計算量,重點位置考慮每個環節不同的工況進行精細計算。工程師還可以運用“云朏”將仿真算法與工程算法結合進行相互印證。

CAE+AI為核心的數字孿生技術為業界獨有。將數值仿真與機器學習、深度學習等基礎算法相結合是其中的難點,這就為場景的數字孿生提供了實時診斷、動態預測的能力。目前云廬科技數字孿生平臺“云奚”已發布結構、巖土、市政、水利、環境及能源相關30余項基礎場景。在風電場工程安全領域,為風電場基礎、塔筒結構安全進行事前預測、事中診斷、事后評估。

風電領域全生命周期的技術服務

云廬科技曾獨立開發全三維有限元風電機組基礎設計系統,依靠核心技術和大量實際工程分析計算經驗,有效解決復雜結構應力分布、應力轉化受力方向的內力、復雜內力、配筋等關鍵設計問題,同時該系統完成一個項目的建模、分析和設計校核全過程只需0.5天,設計時間大大縮短(通用有限元軟件至少需要7天)。

云廬科技服務于300多項傳統塔筒及基礎的工程安全監測和高精尖項目。其中,某世界最高風電塔全生命周期結構安全監測項目尤為矚目。

該項目塔筒采用自提升技術,這是世界上第二例自提升塔筒。與第一例相比,此次輪轂高度更高(170m),為混合塔筒(混凝土塔3段共約140m,鋼塔30m),機組與塔架總重量超過3000噸,需提升2次(第一例僅提升1次)。標準、經驗的缺乏對計算、驗證、校核以及施工和運維的監測工作提出了巨大的挑戰。塔筒施工及自提升階段,云廬科技以力學仿真為核心的數字孿生技術對施工情況、運行情況、未來的變形、法蘭處錨桿預應力等進行監測和預測,實現了分析預測數據與現場實測數據完全吻合。項目實施過程中,云廬科技嚴格配合業主的統一協調與安排,與設計方、施工方等保持緊密的聯系和配合,得到了各方的高度贊揚。